學(xué)術(shù)論文：(畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)《大傾角皮帶機(jī)設(shè)計(jì)》

〔畢業(yè)設(shè)計(jì)論文〕?大傾角皮帶機(jī)設(shè)計(jì)?1緒論1.1引言煤炭是當(dāng)前我國(guó)能源的主要組成局部之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)保持高速增長(zhǎng)的重要物質(zhì)根底。但是目前我國(guó)的煤炭工業(yè)的開展遠(yuǎn)不能滿足整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開展需要。因此必須以更快的速度開展煤炭工業(yè)。然而，高速開展煤炭工業(yè)的出路在于煤炭工業(yè)的機(jī)械化。煤炭工業(yè)的機(jī)械化是指采掘、支護(hù)、運(yùn)輸、提升的機(jī)械化。其中運(yùn)輸包括運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸。帶式輸送機(jī)是由承載的輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，可輸送礦石、煤炭等散裝物料和包裝好的成品物品，自1795年創(chuàng)造以來，經(jīng)歷了兩個(gè)世紀(jì)，由于它輸送能力大，耗電量低，運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)輸途中對(duì)物料的破碎性小，連續(xù)運(yùn)行容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因此被廣泛應(yīng)用在港口、電廠以及煤礦的井上、井下運(yùn)輸，在礦井巷道內(nèi)采用帶式輸送機(jī)運(yùn)送煤炭、礦石等物料，對(duì)建設(shè)現(xiàn)代化礦井有重要作用。1.2概述帶式輸送機(jī)按其結(jié)構(gòu)不同可分為多種型號(hào)，帶式輸送機(jī)可用于水平和傾斜運(yùn)輸，傾斜的角度依物料性質(zhì)的不同和輸送帶外表形狀不同而異。帶式輸送機(jī)有多種類型，以適應(yīng)在不同條件下使用的需要，但其根本組成局部相同，只是具體結(jié)構(gòu)有所區(qū)別。礦井也使用固定可伸縮帶式輸送機(jī)，它設(shè)有貯帶倉(cāng)架，可根據(jù)用戶需要貯存一定的輸送帶，一般存貯100米，我們廠現(xiàn)生產(chǎn)SPJ-80，650等帶式可伸縮帶式輸送機(jī)。其中用得最多的是通用型帶式輸送機(jī)，國(guó)內(nèi)目前采用的是?DTⅡ型固定式帶式輸送機(jī)?系列，該系列帶式輸送機(jī)由許多標(biāo)準(zhǔn)部件組成，各部件的規(guī)格也都成系列，按不同的使用條件和工況進(jìn)行選型設(shè)計(jì)，組合成整臺(tái)帶式輸送機(jī)。1.3輸送機(jī)行業(yè)現(xiàn)狀寶鋼三號(hào)高爐上料帶式輸送機(jī)帶寬2200mm,機(jī)長(zhǎng)347m,傾角11.5度,上料能力5500t/h，裝機(jī)功率4×355kw，上述技術(shù)參數(shù)均為同類產(chǎn)品全國(guó)之最。山西晉城礦務(wù)局帶寬1400mm，帶速4m/s，單機(jī)長(zhǎng)度7.6km的長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)，是目前國(guó)內(nèi)單機(jī)最長(zhǎng)的帶式輸送機(jī)。元寶山露天煤礦運(yùn)量7800t/h帶速5.85m/s裝機(jī)總功率6×560kw的帶式輸送機(jī)，運(yùn)量、帶速等技術(shù)參數(shù)均為全國(guó)之最。為山西陽泉礦務(wù)局三礦主井提供的機(jī)長(zhǎng)3631m，帶寬1400mm,裝機(jī)功率3×1000kw的帶式輸送機(jī)，是目前國(guó)內(nèi)單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率最大的帶式輸送機(jī)。上海寶鋼三號(hào)高爐、天津南疆港、山東日港數(shù)十條B=2200mm帶式輸送機(jī)，均為國(guó)內(nèi)帶寬最寬的帶式輸送機(jī)。目前世界上單機(jī)最長(zhǎng)的帶式輸送機(jī),長(zhǎng)30.4KM,用在澳大利亞鋁釩土礦,總長(zhǎng)最長(zhǎng)的是由17條帶式輸送機(jī)組成,全長(zhǎng)220.6KM在荷蘭鹿特丹礦山上,運(yùn)量最大的是在德國(guó)一露天礦使用的帶式輸送機(jī),Q=37500噸/小時(shí),V=7.4m/s.Vmax=9m/s。2大傾角膠帶輸送機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書為了縮短巷道距離，減小井下煤的運(yùn)輸距離，降低開采費(fèi)用和運(yùn)輸本錢。近年來，人們致力于大傾角膠帶輸送機(jī)的研究，它的成功將會(huì)給煤礦企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益，具有很大的經(jīng)濟(jì)意義和使用價(jià)值，目前在煤礦已得到廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容分為兩局部：1〕、一般局部：大傾角膠帶輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)計(jì)算2〕、專題局部：斷帶保護(hù)和平安制動(dòng)技術(shù)要求如下：〔1〕、帶輸送機(jī)是用在井下，故在部件選用時(shí)必須考慮到防爆，另外，由于井下有淋水、煤塵，故托輥的密封要有較好的防潮和密封性?！?〕、膠帶輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置采用隔爆型電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、行星齒輪減速機(jī)、棒銷聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒等傳動(dòng)方式，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求?！?〕、本大傾角膠帶輸送機(jī)應(yīng)具有良好的平安制動(dòng)性能，并要求配備各種保護(hù)裝置，以斷帶保護(hù)為主?！?〕、要求電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)性能，應(yīng)滿足在滿載起動(dòng)過程中煤在膠帶中不致產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。原始技術(shù)參數(shù)輸送機(jī)年運(yùn)量45萬噸/年物料名稱煙煤物料塊度0～180毫米靜安息角30°斜巷長(zhǎng)度332米輸送距離350米斜巷傾角28°勞動(dòng)生產(chǎn)率150噸/小時(shí)工作制度一年工作300天，一天工作14小時(shí)3大傾角膠帶輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)〔一般局部〕雖然本次設(shè)計(jì)只限于大傾角膠帶輸送機(jī)，但對(duì)其它類型的膠帶輸送機(jī)也應(yīng)有一些概念上的認(rèn)識(shí)。膠帶輸送機(jī)按驅(qū)動(dòng)原理可以分為以下幾類：3.1.1滾筒驅(qū)動(dòng)式膠帶輸送機(jī)這是傳統(tǒng)式的，靠機(jī)頭滾筒同膠帶間的摩擦來傳遞圓周力的一類膠帶輸送機(jī)。它按照歐拉定理分配張力。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)滾筒可任意布置，深受用戶的歡迎，為當(dāng)代各類膠帶輸送機(jī)的根本形式。3.1.2中間摩擦式多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)膠帶輸送機(jī)這種膠帶輸送機(jī)與一般膠帶輸送機(jī)不同的是：除了在機(jī)頭、機(jī)尾設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置外，在輸送機(jī)的中間部位也設(shè)置假設(shè)干套驅(qū)動(dòng)裝置，其特點(diǎn)是：可以用低強(qiáng)度的普通膠帶實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的無轉(zhuǎn)載運(yùn)輸。3.1.3彎曲膠帶輸送機(jī)通用的膠帶輸送機(jī)在平面上只允許直線運(yùn)行，因而限制了它的應(yīng)用范圍，彎曲膠帶輸送機(jī)是不需將輸送帶強(qiáng)制導(dǎo)向就能夠彎曲運(yùn)行，因?yàn)樗膿闲暂斔蛶г谝欢ǖ牧Φ淖饔孟?，能在平面上轉(zhuǎn)彎運(yùn)行。它有以下幾種形式：〔A〕圓筒式膠帶輸送機(jī)〔B〕普通轉(zhuǎn)彎膠帶輸送機(jī)〔C〕中間摩擦式膠帶輸送機(jī)3.1.4垂直提升及大傾角膠帶輸送機(jī)該機(jī)使用特殊制造的皮帶，膠帶的兩側(cè)為波紋擋邊，中間有相等尺寸的隔板，以承載物料。目前，世界上已將此種皮帶機(jī)用于豎井提升。大傾角膠帶輸送機(jī)又分為以下幾種：〔A〕帶槽斗式，同垂直提升原理一樣，國(guó)內(nèi)85年研制成功?！睟〕夾帶式〔C〕深槽形帶式輸送機(jī)3.1.5管式〔直線〕膠帶輸送機(jī)管式〔直線〕膠帶輸送機(jī)是在普通槽形膠帶輸送機(jī)的根底上開展起來的一種變形機(jī)種，它既有槽形膠帶輸送機(jī)的一些特點(diǎn)，又具有以下優(yōu)點(diǎn)：〔A〕以密封運(yùn)輸，不影響環(huán)境，利于環(huán)保，也不受外界氣候影響；〔B〕膠帶成管形，可以在水平和垂直方向轉(zhuǎn)彎；〔C〕物料與膠帶的摩擦增多，可以向上爬坡到35°;〔D〕同樣帶寬寬度小，管形比槽形運(yùn)輸量大，斷面積小，不會(huì)跑偏，整個(gè)圓周都是托輥。以上對(duì)各類膠帶輸送機(jī)作了一些簡(jiǎn)單的介紹，由于本設(shè)計(jì)為大傾角膠帶輸送機(jī)，所以下面將重點(diǎn)介紹大傾角膠帶輸送機(jī)。3.2大傾角膠帶輸送機(jī)總體布置及部件的選用3.2.1設(shè)計(jì)原那么：1〕、滿足用戶要求，照顧操作方便及使用習(xí)慣；2〕、盡量采用比較合理的結(jié)構(gòu)，充分利用材料；3〕、在滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，充分考慮其經(jīng)濟(jì)性；4〕、機(jī)器要便于拆裝，便于井下運(yùn)輸。3.2.2膠帶輸送機(jī)的總體布置原那么如下：1〕、各驅(qū)動(dòng)裝置的聯(lián)軸器、機(jī)頭滾筒和機(jī)尾滾筒設(shè)有平安防護(hù)罩，不得外露；2〕、機(jī)頭機(jī)尾必須設(shè)有清掃裝置；3〕、沿線應(yīng)裝設(shè)緊急停車?yán)€開關(guān)或報(bào)警停車裝置；4〕、井下選用膠帶必須是阻燃帶，并裝設(shè)皮帶打滑、跑偏、斷裂等一些保護(hù)裝置。3.2.3膠帶輸送機(jī)組成：膠帶、驅(qū)動(dòng)裝置、托輥、機(jī)架、拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置、裝載裝置。輸送帶在膠帶輸送機(jī)中，既是承載構(gòu)件，又是牽引構(gòu)件〔鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)除外〕，它不僅具有承載能力，還要有足夠的強(qiáng)度，因此我們根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用國(guó)產(chǎn)橡膠難燃花紋膠帶，帶寬1000mm，該膠帶滿足?礦用阻燃輸送帶?的阻燃性標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，可以在井下使用3.2.3.2驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、液力偶合器、減速器、棒銷聯(lián)軸器和驅(qū)動(dòng)滾筒組成。帶式輸送機(jī)從整體看，有頭部驅(qū)動(dòng)和頭尾驅(qū)動(dòng)、多驅(qū)動(dòng)三種類型。頭部驅(qū)動(dòng)是僅在機(jī)頭或機(jī)尾裝設(shè)驅(qū)動(dòng)裝置；頭尾驅(qū)動(dòng)是兩端都裝設(shè)驅(qū)動(dòng)裝置；多驅(qū)動(dòng)那么是除機(jī)頭機(jī)尾設(shè)驅(qū)動(dòng)裝置外，在中間部位也設(shè)假設(shè)干套驅(qū)動(dòng)裝置。頭尾驅(qū)動(dòng)和多驅(qū)動(dòng)都是用于長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，以減小輸送帶所受的張力。本設(shè)計(jì)是大傾角膠帶輸送機(jī)，輸送量小，輸送距離短，所以采用了頭部驅(qū)動(dòng)。帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置裝在膠帶產(chǎn)生張力最小的地方較為理想，一般規(guī)那么如下：〔1〕向上運(yùn)輸和水平運(yùn)輸機(jī)裝在卸料端；〔2〕向下運(yùn)輸和水平運(yùn)輸機(jī)裝在加料端；〔3〕懸臂式向上運(yùn)輸機(jī)裝在加料端；〔4〕從經(jīng)濟(jì)、便于維修裝在中間部位最好。所以本設(shè)計(jì)將驅(qū)動(dòng)裝置布置在機(jī)頭部〔卸料端〕，考慮用戶習(xí)慣，采用雙電機(jī)雙滾筒驅(qū)動(dòng)。3.2.3.2.1電動(dòng)機(jī)：考慮到井下防爆問題，我們采用了隔爆型異步電動(dòng)機(jī)，由于使用液力偶合器，所以不需用具有高起動(dòng)力矩的電動(dòng)機(jī)，只要與液力偶合器相匹配得當(dāng)，就能得到接近電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)力矩。3.2.3.2.2液力偶合器：在輸送機(jī)上采用液力偶合器，其優(yōu)點(diǎn)如下：〔1〕改善起動(dòng)特性，使電動(dòng)機(jī)處于輕載甚至于空載起動(dòng)，這點(diǎn)對(duì)負(fù)荷大而且在重載條件下直接起動(dòng)的工作面輸送機(jī)極為重要；〔2〕由于泵輪和透平輪之中沒有機(jī)械聯(lián)系，所以能夠吸收傳動(dòng)系統(tǒng)中的振動(dòng)，減少?zèng)_擊負(fù)荷，使輸送機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)；〔3〕改善牽引特性，可使多電機(jī)驅(qū)動(dòng)中的各電機(jī)之中的負(fù)荷分配均勻，并使各傳動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)矩趨于一致。當(dāng)然，在本設(shè)計(jì)中，膠帶輸送機(jī)為單電機(jī)單滾筒的驅(qū)動(dòng)，不存在這方面的問題；〔4〕減小起動(dòng)電流，充分利用電機(jī)的最大能力，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；〔5〕具有過載保護(hù)的作用，使電動(dòng)機(jī)的輸出功率不至于超過最大值，以防止電動(dòng)機(jī)過載而損壞。鑒于以上各特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用了液力偶合器聯(lián)接電動(dòng)機(jī)和減速器，使輸送機(jī)在起動(dòng)、過載保護(hù)和減少因電動(dòng)機(jī)引起的振動(dòng)方面得到了改善。3.2.3.2.3減速器：本次設(shè)計(jì)選用錐斜齒輪減速器，三極減速〔DCY型〕。本減速器的優(yōu)點(diǎn)如下：〔1〕使用較多，通用性好；〔2〕傳動(dòng)效率高；〔3〕傳動(dòng)功率范圍大；〔4〕傳動(dòng)比范圍大；〔5〕適應(yīng)行強(qiáng)，且耐用；〔6〕安裝空間小，所需要的硐室也小。3.2.3.2.4聯(lián)軸器選用齒式聯(lián)軸器具體計(jì)算在后章節(jié)中3.2.3.2.5驅(qū)動(dòng)滾筒：本設(shè)計(jì)對(duì)驅(qū)動(dòng)滾筒采用包膠滾筒，滾筒直徑φ630，滾筒寬度為1150mm，驅(qū)動(dòng)滾筒是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件，依據(jù)撓性牽引構(gòu)件的摩擦傳動(dòng)理論〔歐拉公式〕，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力隨摩擦系數(shù)和圍包角的增大而增大，所以提高牽引力必須從這兩方面入手，因此，我們選用了包膠滾筒，利用硫化法在滾筒上包覆一層橡膠，包覆的橡膠外外表做成人字形槽紋，人字形槽紋的方向與滾筒旋轉(zhuǎn)方向一致，這樣不但可以增大摩擦系數(shù)，還有利于輸送帶上粘附泥土的自行去除。為使輸送帶繞經(jīng)滾筒時(shí)有自動(dòng)對(duì)中的作用，可以將滾筒外表制成腰鼓形，中部比兩端凸起的高度按下式計(jì)算，但最小應(yīng)大于4mm式中：h—滾筒中部比兩端凸起的寬度，mmB—滾筒的寬度，mm目前，驅(qū)動(dòng)滾筒有一種電動(dòng)滾筒，它是將減速器裝入滾筒內(nèi)的傳動(dòng)滾筒，本身結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，易于安裝布置，它可以代替一般的電動(dòng)機(jī)減速器裝置，適用于環(huán)境溫度在40℃以下的場(chǎng)合，還能用于具有防爆要求的場(chǎng)合，但它一般功率較小，通常都在15Kw以下，多用于移動(dòng)式膠帶輸送機(jī)，而且價(jià)格較為昂貴，限制了使用。在本設(shè)計(jì)中不采用，只作一般性的了解。3.2.3.2.6機(jī)架膠帶輸送機(jī)的機(jī)架包括：機(jī)頭架、機(jī)尾架、拉緊裝置、中間架。井下使用便于拆裝式的帶式輸送機(jī)，機(jī)頭架、機(jī)尾架都做成結(jié)構(gòu)緊湊，便于移置的構(gòu)件，中間架是便于安裝的結(jié)構(gòu)。機(jī)頭架在鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)中，用于支撐滾筒，一般地，在普通的膠帶輸送機(jī)中，這種機(jī)架做成桿系結(jié)構(gòu)。如果在高強(qiáng)度鋼絲繩芯膠帶輸送機(jī)中那么采用板式結(jié)構(gòu)機(jī)架，但這種機(jī)架腹板厚度較大。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們采用了簡(jiǎn)單的三角形機(jī)架的結(jié)構(gòu)，主軸兩端的軸承安裝在左右機(jī)架上，在機(jī)架前端下方有彈簧清掃器，該清掃器利用螺母擰緊或放松來調(diào)整清掃器與膠帶的接觸壓力。在清掃刮板磨損到一定程度，可將清掃刮板上移至與滾筒接觸后重新使用。在機(jī)架的另一端有一直徑為φ400的增面滾筒，它除了起到使?jié)L筒增加包角的作用外，還使返程膠帶與上行膠帶距離縮小，從而使結(jié)構(gòu)更為緊湊。機(jī)尾架采用普通四方架。中間架由上托輥支架、上托輥縱梁、H架等組成。在本設(shè)計(jì)中，我們將縱梁與H架的連接采用螺栓連接，便于井下拆裝和運(yùn)輸。本機(jī)采用單點(diǎn)裝載，裝載裝置由兩節(jié)裝載架組成。它的上托輥為緩沖托輥，裝載架上的掃煤板擴(kuò)大口分別裝在裝載架的兩端。機(jī)頭、機(jī)尾中間架兩側(cè)還裝有防跑偏開關(guān)和測(cè)速裝置。機(jī)尾中間架那么裝有上下托輥、防跑偏開關(guān)、拉線開關(guān)和清掃器。在主傳動(dòng)機(jī)架后設(shè)改向架，裝一Φ315×1150光面滾筒，機(jī)頭卸煤處機(jī)架選用三角架，裝一Φ400×1150滾筒。圖3-1主機(jī)架圖3-2改向架3.2.3.2.7拉緊裝置a各種帶式輸送機(jī)拉緊裝置功能如下：〔1〕保證輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒的繞出端有足夠的初張力，使所需的牽引力得以傳遞，防止輸送帶打滑；〔2〕輸送帶在上分支允許撓度下的膠帶張力，以防止輸送帶在托輥之間過分松弛，引起撒料和增加運(yùn)行阻力；〔3〕輸送帶重新接頭提供必要的行程。b帶式輸送機(jī)常用的拉緊裝置：〔1〕螺旋式拉緊裝置：只適用于機(jī)長(zhǎng)小于80m的短距離輸送機(jī)。〔2〕重錘車式拉緊裝置；拉力恒定，適用于固定式長(zhǎng)距離輸送機(jī)。〔3〕鋼絲繩絞車式拉緊裝置：利用小型絞車?yán)o，因其體積小，拉力大，所以廣泛用于井下帶式輸送機(jī)。相比之下，絞車式拉緊裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，根據(jù)其地形本設(shè)計(jì)中選用絞車?yán)o裝置。由于小型絞車其體積小，拉力大，所以本機(jī)選用鋼絲繩絞車式拉緊裝置c帶式輸送機(jī)拉緊裝置的布置要點(diǎn)：〔1〕盡量布置在張力最小處或靠近滾筒的松邊上；〔2〕確定拉緊力的大小時(shí)，要考慮到正常運(yùn)行、起動(dòng)和制動(dòng)等各種工作情況。在本設(shè)計(jì)中，將拉緊裝置布置在機(jī)頭局部，便于維修及操作。圖3-3張緊車3.2.3.2.8制動(dòng)裝置本機(jī)采用電液推桿制動(dòng)器YWZ5-315/50。3.2.3.2.9裝載裝置向帶式輸送機(jī)上加料需考慮許多方面，其中最重要的是應(yīng)將物料裝在輸送帶的中央，物料沿輸送帶運(yùn)行方向的速度應(yīng)盡可能和輸送帶的運(yùn)行速度相等。如果加料速度和輸送帶的運(yùn)行速度不同，在加料點(diǎn)就會(huì)有大量的物料跳動(dòng)，并可能在該處堆積。這種物料的跳動(dòng)是由于速度差引起的。假設(shè)所輸送的物料在輸送帶中央且物料裝載時(shí)沿輸送帶運(yùn)行方向的前進(jìn)速度又和輸送帶的速度完全相同時(shí)，就可能實(shí)現(xiàn)理想的加料。在該種情況下，輸送帶覆蓋層的磨損量小，輸送帶運(yùn)行所需的功率最低，物料具有良好的裝載形狀而不會(huì)撒出，并且物料的粉碎率和揚(yáng)塵量也最小。雖然在生產(chǎn)實(shí)踐中很難到達(dá)這樣的理想條件，但是為了盡可能接近該條件而做出努力是值得的。在該設(shè)計(jì)中針對(duì)上述的情況作了大量研究，使加料盡量合理化，同時(shí)考慮到下面的幾個(gè)問題：加料的方向：輸送的加料方向有兩種：〔1〕運(yùn)行方向加料〔2〕輸送帶側(cè)面加料沿著輸送帶運(yùn)行方向加料，這種加料方式最好。因?yàn)樵O(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單，可以使物料流通過加料溜槽裝到運(yùn)行的輸送帶上，這樣物料的前進(jìn)速度幾乎與帶速相同，料流可以被導(dǎo)向到輸送帶的中央，從而使載料形狀對(duì)稱，加料點(diǎn)的導(dǎo)料槽長(zhǎng)度最小，給料的變化不會(huì)明顯的影響輸送帶的正常裝載；而在輸送帶的側(cè)面加料那么存在一個(gè)難題就是：從物料速度和向受料輸送帶中央加料這兩個(gè)觀點(diǎn)看設(shè)計(jì)加料槽的問題。因?yàn)樗茈y滿足物料速度及將物料導(dǎo)向輸送帶的中央。因此，在本設(shè)計(jì)中，我們采用的是沿輸送帶運(yùn)行方向加料，只有一個(gè)裝載點(diǎn)。如果加料溜槽和導(dǎo)料槽的設(shè)計(jì)和安裝不適宜，就會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞輸送帶，因此對(duì)它的設(shè)計(jì)應(yīng)予以認(rèn)真的研究。溜槽和導(dǎo)料槽應(yīng)固定牢固，以使它們正確地對(duì)著輸送帶定位。導(dǎo)料槽長(zhǎng)度不能超過需要的長(zhǎng)度，底邊不能和輸送帶靠的太緊。當(dāng)配有卸料器的帶式輸送機(jī)沒有傾斜加料段時(shí)，導(dǎo)料槽應(yīng)延伸到改向滾筒的第一組托輥處。這樣做的目的是為了使輸送帶上的物料在到達(dá)曲線段的起點(diǎn)位置上仍然保持良好的裝載形狀，圖3-4典型的加料溜槽3.2.3.2.10清掃裝置a、清掃裝置的作用清掃裝置是為卸載后的輸送帶清掃粘著物之用。在卸載后不能隨其它物料一起卸掉的粘著物會(huì)進(jìn)入空段的下托輥上，使托輥弄臟，并粘有這些附著物。如果清掃器清不掉或清不完全，使之進(jìn)入機(jī)尾的改向滾筒，它就會(huì)粘在滾筒外表上，愈粘愈多，附著力也就會(huì)愈來愈大，結(jié)果是造成膠帶跑偏，增加膠帶磨損，釀成嚴(yán)重后果。如果安裝了清掃裝置，清掃效果不好，其后果仍然很嚴(yán)重，不僅空行段下方到處撒料，增大運(yùn)行阻力，而且還會(huì)因運(yùn)行阻力的增大而斷帶。井下采面膠帶機(jī)就經(jīng)常出現(xiàn)這種事故。如果清掃裝置良好，對(duì)托輥、輸送帶的壽命都可以延長(zhǎng)?？梢?，清掃器在皮帶輸送機(jī)上有著不可無視的作用。b、清掃裝置的種類刮板式清掃器、旋轉(zhuǎn)刷、指狀彈簧刮刀、水力沖刷、振動(dòng)清掃器等多種形式，一般視所運(yùn)物料的粘性而定。在本設(shè)計(jì)中我們就采用了彈簧清掃器和犁式清掃器兩種清掃裝置。由于輸送帶的清掃效果對(duì)延長(zhǎng)輸送帶的壽命及托輥的使用壽命都有很大的影響，因此在設(shè)計(jì)和使用時(shí)都應(yīng)給予充分的注意。3.2.3.2.11、托輥a、托輥的作用托輥是承托輸送帶使它的垂度不超過限定值以減小運(yùn)行阻力，保證帶式輸送機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的部件。托輥沿帶式輸送機(jī)全長(zhǎng)分布，數(shù)量很多，其總重約占整機(jī)的30%~40%，價(jià)值約占整機(jī)的20%。所以，托輥質(zhì)量的好壞直接影響輸送機(jī)的運(yùn)行。托輥的制造質(zhì)量主要表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)阻力和使用壽命。b、托輥的分類托輥按用途分有：承載托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥。c、托輥的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中主要使用普通托輥和緩沖托輥。在裝載點(diǎn)安裝了緩沖托輥，以緩沖物料落下時(shí)的沖擊力，延長(zhǎng)皮帶壽命。對(duì)上運(yùn)托輥組，我們采用的是由四個(gè)托輥組成的槽形托輥組，槽角45°，輸送帶返回的空載段采用平行托輥。該托輥組由四個(gè)輥組成〔如圖4〕。它在大傾角運(yùn)輸機(jī)中代替了由五個(gè)托輥組成的槽形托輥組。在本次設(shè)計(jì)中采用這種形式的托輥組。其主要優(yōu)點(diǎn)為：c.1用4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)托輥取代5個(gè)特殊托輥，不但省工省料，而且便于制造和維修；c.2取消了中間的水平托輥。當(dāng)中兩托輥呈V形布置。在裝載量小時(shí)，導(dǎo)向摩擦系數(shù)仍很大，不易打滑；c.34個(gè)托輥按雙排交錯(cuò)方式布置。托輥兩端尖角不與膠帶接觸，對(duì)膠帶的壽命有利。在設(shè)計(jì)中，選定托輥間距：上托輥間距：1.2米，下托輥間距：3米?？紤]到離頭部滾筒的第一組托輥槽角的影響，該處張力很大，膠帶撓度接近于零。為使膠帶側(cè)邊局部伸長(zhǎng)不超過膠帶許用伸長(zhǎng)率0.002，因此頭部滾筒與第一組托輥的間距L不得太小。L—頭部滾筒與第一組托輥的間距α—托輥槽角〔弧度〕B—帶寬在實(shí)際設(shè)計(jì)中，考慮到輸送機(jī)托輥的全部質(zhì)量約占整機(jī)的30%，價(jià)值約占整機(jī)的20%，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)中盡量提高托輥的質(zhì)量，從而降低能源消耗，節(jié)約鋼材，增加運(yùn)行的可靠性。圖3-5四聯(lián)托輥組3.2.3.3本機(jī)整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a、改善起動(dòng)性能，實(shí)現(xiàn)慢速起動(dòng)；由于電機(jī)直接起動(dòng)，加速度過大，加上起動(dòng)電流過大，對(duì)電網(wǎng)沖擊大。并且由于起動(dòng)加速度過大，膠帶松邊拉緊裝置來不及拉緊，致使膠帶下垂度過大，可能引起膠帶層間相互碰撞摩擦，導(dǎo)致膠帶磨損大、壽命短、傳動(dòng)不平穩(wěn)、可靠性差。b、采用調(diào)速型液力偶合器，降低了動(dòng)張力，從而降低了膠帶平安系數(shù)；c、具有多種保護(hù)功能；d、大包角、包膠滾筒、阻燃花紋膠帶；e、采用落地側(cè)裝式鋼架為機(jī)身。3.3主要參數(shù)確實(shí)定3.3.1輸送機(jī)簡(jiǎn)圖：3.3.2設(shè)計(jì)根底條件：原始數(shù)據(jù)參考輸送機(jī)年運(yùn)量63萬噸/年物料名稱煙煤物料塊度0～300毫米靜安息角30°斜巷長(zhǎng)度332米輸送距離350米斜巷傾角28°勞動(dòng)生產(chǎn)率150噸/小時(shí)工作制度一年工作300天，一天工作14小時(shí)3.3.3主要參數(shù)確實(shí)定：1〕、帶速：按MT414中的速度系列，選用帶速V=2米/秒。2〕、帶寬：初選帶寬1米B=式中：B—帶寬，毫米Q—?jiǎng)趧?dòng)生產(chǎn)率，噸/小時(shí)K1—斷面系數(shù)—物料容度，噸/米3V—帶速，米/秒C—傾角系數(shù)查表：MT467-1996表3取K1=312φ動(dòng)=10°選取帶寬B=1000毫米根據(jù)物料粒度校核，a=300mmB≥2a+200=2×300+200=200mm滿足條件3〕、每米物料重量qG：4〕、初選上托輥DTⅡGP2304，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量4.19kg，帶速2m/s時(shí)承載能力2550N，上托輥間距1.2m，下托輥DTⅡGP2312，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量10.56kg，帶速2m/s時(shí)承載能力1230N，下托輥間距3m。每米上、下托輥旋轉(zhuǎn)局部重量：上托輥：ｑRO=ｍRO×4/ｌRO下托輥：ｑRU=ｍRU/ｌRU5〕、每米膠帶重量qB：根據(jù)煤礦習(xí)慣選用PVG整體帶芯阻燃輸送帶，規(guī)格1000S，縱向拉斷強(qiáng)度1080N/mm，帶厚10.7mm，上膠厚1.6mm，下膠厚1.6mm，帶寬1000mm時(shí)14.1kg/m。3.3.4張力計(jì)算及膠帶平安系數(shù)校核帶式輸送機(jī)裝運(yùn)散料的運(yùn)行阻力詳細(xì)分析是由許多項(xiàng)阻力合成的，其中包括：托輥旋轉(zhuǎn)阻力、輸送帶壓陷給托輥的滾動(dòng)阻力、輸送帶運(yùn)行時(shí)因重垂度反復(fù)彎曲的阻力及物料相互碰撞的阻力等。下面計(jì)算根本阻力。FU=C·FH+FS1+FS2+FSt主要阻力：FH=fLg(ｑRO+ｑRU+(2qB+qG)cosδ)FH=0.035×350×9.81×(13.97+3.52+(2×14.1+20.83)×cos28°)主要特種阻力：附加特種阻力FS2=5×1×0.01×3000×0.6=900N提升阻力：FU=C·FH+FS1+FS2+FSt傳動(dòng)效率：總功率：P=86.12/0.8*1.15=124kW選擇兩臺(tái)75kW電機(jī)，型號(hào)YB280S-4，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量1.1kg·m2根據(jù)?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?其它驅(qū)動(dòng)裝置：液力偶合器YOXⅡZ450，減速器DCY280-25，制動(dòng)器YWZ5-315/30根據(jù)垂度條件計(jì)算輸送帶張力根據(jù)不打滑條件計(jì)算輸送帶張力雙滾筒驅(qū)動(dòng)時(shí)，回空段最小張力為采用逐點(diǎn)張力計(jì)算法S8=S7+fLg*(ｑRO+(qB+qG)cosδ)+FSt均可滿足垂度要求校核輸送帶強(qiáng)度輸送帶平安系數(shù)n=1000*1000/56931.7=17.6>12輸送帶平安系數(shù)足夠校核托輥強(qiáng)度校核靜載承載分支輥?zhàn)虞d荷系數(shù)取0.8，回程分支輥?zhàn)虞d荷系數(shù)1承載分支Po=0.8*1.2*(41.67/2+14.1)*9.8=328.7N<2550N回程分支Pu=1*3*14.1*9.8=414.5N<1230N校核動(dòng)載承載分支Po’=328.7*1.1*1.2*1.1=477.3N<2550N回程分支Pu=414.5*1.1*1.1=501.5N<1230N均滿足條件根據(jù)各點(diǎn)張力選擇滾筒型號(hào)如下：傳動(dòng)滾筒扭矩：T=FU/2*D/2=43059.2/2*0.63/2=6781N·m選擇滾筒型號(hào)DTⅡ04A6143Y/Z，許用合力110kN，許用轉(zhuǎn)矩20kN·m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量80.3kg·m2選擇滾筒型號(hào)DTⅡ04B4122，許用合力45kN，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量9.5kg·m2選擇滾筒型號(hào)DTⅡ04B6142，許用合力110kN，比要求的合力稍小，差距在5%之內(nèi)，可以認(rèn)為合格，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量64.3kg·m2選用滾筒型號(hào)DTⅡ04B3102，許用合力29kN，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量5kg·m2驅(qū)動(dòng)裝置驗(yàn)算液力偶合器YOXⅡZ450轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí)，傳遞功率最大為90kW>75kW，滿足條件，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為1.3kg·m2減速器DCY280-25承載能力160kW，以中等風(fēng)速選擇許用熱功率91kW，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.05859kg·m2帶式輸送機(jī)所需功率為：Pe=124/2=62kW那么減速器公稱輸入功率PN=62*1.5=93kW<160kW取啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：Tk=955N·m校核熱功率PG1*fW*fA=91*0.89*0.79=64kW>62kW機(jī)械聯(lián)軸器選型Te=9550*Pe/n*KW*K*KZ*Kt=9550*62/48*1.0*1.5*1.0*1.2=22203.8N·m選擇ZL10，公稱扭矩31500N·m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2.163kg·m2逆止力計(jì)算FL=Fst-0.8fg[L(ｑRO+ｑRU+2qB)+H/sinδ*qG]=31849.7-0.8*0.035*9.81*(350*(13.97+3.52+2×14.1)+151.17/sin28°*20.83)作用于傳動(dòng)滾筒上的力矩為：ML’≥25614.8*0.8/2000=10.25kN·m那么逆止力矩為：ML≥10.25/10/(0.98*0.98*0.98)=1.09kN·m選擇逆止器型號(hào)NF16，額定逆止力矩1.6kN·m張緊選擇根據(jù)煤礦習(xí)慣，采用JH-8回柱絞車張緊，其額定靜張力80000N，大于張緊滾筒合力28.8kN，張緊力足夠?qū)嶋H配安裝行程9m啟動(dòng)制動(dòng)力矩驗(yàn)算m1=L(ｑRO+ｑRU+2qB+qG)=350×(13.97+3.52+2×14.1+20.83)=23282Nm2=2*(1.1*31.5*31.5+1.3*31.5*31.5+0.05859*31.5*31.5+2.163*1*1)/0.4/0.4+啟動(dòng)圓周力制動(dòng)力驗(yàn)算FU*=CfLg(ｑRO+ｑRU+(2qB+qG)cosδ)+FS1+FS2+FSt=1.31*0.012*350*9.81*(13.97+3.52+(2×14.1+20.83)×cos28°)FB=Fa-FU*=0自由停車時(shí)間t=2/0.66=3s采用制動(dòng)器時(shí)，F(xiàn)Z=31.5*400/0.4=31500NaB=(36771.3+31500)/(23282+32203.9)=1.23m/s2減速度過大，需采用停車后延時(shí)制動(dòng)的方式制動(dòng)。阻力系數(shù)：承載重段阻力F1F1=〔q+q0+q′〕Lω′cosβ+〔q0+q〕Lsinβ+〔q+q0+q′〕L′ω′其中：β—巷道傾角L′—輸送機(jī)水平段長(zhǎng)度，取L′=20米空載段阻力F2F2=〔q0+q″〕Lω″cosβ—q0Lsinβ+〔q0q″〕L′ω″=-22730N本膠帶輸送機(jī)采用雙電機(jī)雙滾筒驅(qū)動(dòng)，使用膠面滾筒根據(jù)摩擦牽引條件得：S1=S2〔1+〕=3.35S2〔1〕用張力逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)張力：S3=S2+F2=S2-817.8〔2〕S4=KS3S4=1.04S3=1.04S2-850.5〔3〕S1=S4+F1=1.04S2+3667.4〔4〕式〔1〕～〔4〕聯(lián)立解得：S2=1587.6kgS1=5318.5kgS3=769.8kgS4=800.6kg彎曲段阻力：驅(qū)動(dòng)滾筒：Sqg=0.04×〔5318.5+1587.6〕=276.2kg改向滾筒：Sgg=0.04S3=0.04×769.8=30.8kg物料加速阻力：Wj===530.9kg清掃器阻力：彈簧清掃器：Ws=850×0.8/9.8=69.4kg空段清掃器：Ws′=200×0.8/9.8=16.3kg導(dǎo)料槽摩擦阻力：Wc=式中：Wc—導(dǎo)料槽摩擦阻力，kgB—帶寬，米γ—物料重度，噸/米3L—導(dǎo)料槽長(zhǎng)，米Wc==24.2kg圓周力P：P=F1+F2+Sqg+Sgg+Wj+Ws+Ws′+Wc=4647.9kg重段垂度校核：式中：ymax—重段膠帶最大垂度Lg′—重段托輥間距，米Smin—重段膠帶最小張力，kg校核通過。因?yàn)橹囟未苟刃：送ㄟ^，所以空段垂度校核一定通過。膠帶平安系數(shù)校核：預(yù)選用國(guó)產(chǎn)維尼綸膠帶，ī=5層，B=800毫米強(qiáng)度=169公斤/厘米層平安系數(shù)：n===12.7＞12校核通過。大傾角膠帶輸送機(jī)物料下滑問題及起動(dòng)加速度的討論為了使帶式輸送機(jī)系統(tǒng)工藝布置得到改進(jìn)，近年來國(guó)外一些先進(jìn)興旺國(guó)家都在研制大傾角膠帶輸送機(jī)。國(guó)內(nèi)也有多家在研制。根據(jù)研制的情況，大傾角膠帶輸送機(jī)大致可分為三種類型：第一種類型是：在輸送膠帶的外表形狀上采取措施，以提高物料在膠帶上的防滑能力，增大輸送帶的傾角。如圖4-1所示：格倉(cāng)式輸送機(jī)的輸送帶上附有橫格板和橫壓立邊，這樣就使得相鄰兩橫格板之間形成一個(gè)封閉的小煤倉(cāng)。在上運(yùn)大傾角膠帶輸送機(jī)中使用此種帶式結(jié)構(gòu)，可以很好的防止物料下滑，提高起動(dòng)加速度。但問題是膠帶結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)用高，本次設(shè)計(jì)因此沒有采用。圖4-1格倉(cāng)式輸送機(jī)如圖4-2所示：格板式與格倉(cāng)式輸送機(jī)的原理根本相同，不同處在于：格倉(cāng)式帶式輸送機(jī)的承載段使用的是平行托輥。因?yàn)楦駛}(cāng)可以代替托輥成槽。而格板式那么在承載段使用槽形托輥。在防止物料下滑問題上，使用托輥組槽角要比深槽式小。由于膠帶上裝有格板，因此回空段需用特制的回空托輥。本次設(shè)計(jì)不采用次種結(jié)構(gòu)。圖4-2格板式輸送機(jī)如圖4-3所示為花紋帶面輸送機(jī)。它的特點(diǎn)是使用了外表刻有花紋的膠帶，利用花紋結(jié)構(gòu)來增加對(duì)物了的摩擦力，以到達(dá)大傾角輸送的目的。圖4-3花紋帶面輸送機(jī)圖4-4所示為即為本次設(shè)計(jì)采用的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)形式。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是利用由于深槽而造成托輥對(duì)膠帶的反作用力形成對(duì)物了的夾持力，以到達(dá)輸送目的。圖4-4深槽式輸送機(jī)圖4-5所示是利用氣囊充氣帶動(dòng)壓輥對(duì)覆蓋帶形成壓力，這樣就增加了物料受力和受力面積，次種結(jié)構(gòu)本錢高，本次設(shè)計(jì)不采用。圖4-5氣囊充氣式輸送機(jī)1承載帶2覆蓋壓帶3氣囊4壓輥圖4-6為氣壓式膠帶輸送機(jī)。圖4-6氣壓式膠帶輸送機(jī)1膠帶2上拖板3下拖板4氣囊4.1導(dǎo)致物料下滑滾落的因素和解決途徑如圖4-7和圖4-8所示，帶式輸送機(jī)的傾角為β，膠帶上單位長(zhǎng)度的無粘性物自重為W，物料與膠帶之間的摩擦系數(shù)為μb，物料的動(dòng)休止角為φ，那么自重的切向分力為WSinβ，將促使物料向下滑動(dòng)，而它的發(fā)向分力N=WCosβ，在物料與膠帶之間和膠帶內(nèi)局部別產(chǎn)生摩擦力μbWCosβ和tgφWCosβ，阻止物料下滑。當(dāng)輸送機(jī)傾角β增大到一定值時(shí)，即：WSinβ＞μbWCosβ〔1〕或WSintg＞tgφWCosβ〔2〕物料失去穩(wěn)定向下滑動(dòng)。圖4-7和圖4-8中，β是輸送機(jī)傾角，W是膠帶上單位長(zhǎng)度的物料重力，μb是物料的內(nèi)摩擦系數(shù)，φ是物料的內(nèi)摩擦角，F(xiàn)是摩擦阻力。由〔1〕式可知，要保持物料在帶面上的穩(wěn)定，解決途徑有：改變膠帶外表結(jié)構(gòu)；增大摩擦系數(shù)μb；附加法向力N；減小實(shí)際承載角度。引動(dòng)休止角是由物料性質(zhì)決定的。由〔2〕式可知，要保證物料內(nèi)部的穩(wěn)定，只能采取最后兩種方法。4-84.1.1幾種大傾角帶式輸送機(jī)防止物料下滑的方法：4.1.1.1、在花紋面的帶式輸送機(jī)是在帶面做成花紋，以增大摩擦系數(shù)μb，而提高阻力F，以增大輸送機(jī)的傾角β。但是當(dāng)μb＞tgβ＞tgφ時(shí)，物料將因內(nèi)摩擦力不夠而導(dǎo)致下滑滾落。輸送機(jī)傾角增加是很有限的。如圖5的波紋擋邊格倉(cāng)式，圖4-2的格板式，通過格板的承載，減小物料的實(shí)際承載角度，降低了下滑力。在物料裝滿系數(shù)較低的條件下，輸送機(jī)傾角可以到達(dá)任何值。4.1.1.2、圖4-4的深槽式與圓管式，兩者的原理是相同的，都是利用兩側(cè)的托輥對(duì)膠帶的反作用力，增加膠帶對(duì)物料的擠壓力，同時(shí)增大物料內(nèi)部相互作用的摩擦力，從而使輸送機(jī)的傾角加大。深槽式帶式輸送機(jī)在物料上部沒有托輥，圓管式的在上部雖有托輥，但管內(nèi)物料的充滿率最多不大于75%，故管內(nèi)的上部有空腔，所以上部的托輥不能對(duì)物料產(chǎn)生作用力，而且兩側(cè)托輥對(duì)膠帶產(chǎn)生的作用力是由物料的自重來確定的，故是有限的。如果膠帶上的物流不均勻、不連續(xù)或有間斷時(shí)，兩側(cè)托輥的擠壓力又達(dá)不到料層上部的物料，那么輸送機(jī)傾角超過物料的動(dòng)堆積角時(shí)，物料就會(huì)發(fā)生下滑滾落。而且輸送機(jī)的傾角和物料在輸送帶內(nèi)的充滿率有關(guān)。充滿率愈低，那么傾角愈小。所以這兩種輸送機(jī)所能增加的傾角是有一定限度的。4.1.1.3、夾帶式大傾角帶式輸送機(jī)，因?yàn)橛袃蓷l膠帶，使物料與膠帶之間增加一個(gè)接觸面，從而增大了對(duì)物料的下滑阻力。它的主要作用是從物料外部增加正壓力N，從而增大摩擦阻力F，以提高輸送機(jī)的傾角β。因?yàn)槭菑耐獠吭黾诱龎毫?，故可根?jù)需要設(shè)計(jì)N值，所以夾帶式的傾角可以到達(dá)90°。圖4-5的氣囊式、圖4-6氣壓式、邊輥式、圖4-9彈簧壓輥式就是用不同的方法產(chǎn)生法向正壓力N。a彈簧式壓輥機(jī)構(gòu)壓輥機(jī)構(gòu)與輸送機(jī)的機(jī)架用銷軸鉸接。壓輥機(jī)構(gòu)設(shè)有兩組壓輥2，每組由4個(gè)壓輥組成，壓輥覆蓋膠帶之上。在壓輥的上方設(shè)置一個(gè)螺旋彈簧3，這些零件組裝在一個(gè)型鋼焊接的機(jī)架4上，整個(gè)機(jī)架可圍繞著銷軸1進(jìn)行回轉(zhuǎn)，兩組壓輥有可以圍繞銷軸5回轉(zhuǎn)。根據(jù)物料流均勻與否，壓輥機(jī)構(gòu)上下起伏、自由浮動(dòng)，使覆蓋壓帶緊貼物料，并施加法向正壓力N。當(dāng)物料中斷，兩組托輥又可以使覆蓋膠帶與承載膠帶，不使兩膠帶之間形成空腔，起到擋板的作用，使物料不致因動(dòng)堆積角而產(chǎn)生下滑滾落。從膠帶的橫向斷面看，每組壓輥的4個(gè)輥?zhàn)?，左邊的兩個(gè)和右邊的兩個(gè)可以成雙的圍繞銷軸6回轉(zhuǎn)。左邊的兩個(gè)又可以圍繞銷軸7回轉(zhuǎn)，右邊的兩個(gè)又可以圍繞銷軸8回轉(zhuǎn)，而每個(gè)壓輥的自身又可以圍繞銷軸9回轉(zhuǎn)。這樣，壓輥機(jī)構(gòu)又可以適應(yīng)物料流在膠帶的橫向斷面上的不同情況，如偏載或大塊偏某一邊，都能使覆蓋帶貼向物料。所以這種彈簧式的壓輥機(jī)構(gòu)，即可以解決由于膠帶與物料之間摩擦阻力不夠而導(dǎo)致物料下滑問題，又可以解決由于物料內(nèi)摩擦力不夠而下滑滾落問題。對(duì)物料流的不同情況，如時(shí)多時(shí)少，時(shí)有時(shí)無，時(shí)斷時(shí)續(xù)，以及大塊、小塊等不規(guī)那么的物料都有較好的適應(yīng)性。使用這種彈簧式的壓輥機(jī)構(gòu)，可以使輸送機(jī)到達(dá)任意傾角。其輸送能力也可以很大。所需法向壓力N，又可以根據(jù)需要如傾角的大小、輸送能力的大小進(jìn)行計(jì)算。公式為：Nmin=式中：Nmin—所需的最小法向正壓力μ″—物料的內(nèi)摩擦系數(shù)μm和物料與覆蓋壓帶之間摩擦系數(shù)μt的較小者μe—承載膠帶與壓帶之間的摩擦系數(shù)μ′—物料與承載膠帶之間的摩擦系數(shù)μb和μm的較小者β—帶式輸送機(jī)的傾角W—膠帶單位長(zhǎng)度上的物料重力，W=Q—帶式輸送機(jī)每小時(shí)的輸送能力V—帶速法向壓力N由彈簧壓力、覆蓋壓帶自重的法向分力及壓輥機(jī)構(gòu)自重的法向分力組成。那么彈簧壓力應(yīng)為：P=2Lnmin—2lgCosβ—GCosβ式中：P—彈簧的壓力q—覆蓋帶單位長(zhǎng)度的膠帶重力G—壓輥機(jī)構(gòu)重力L—兩組壓輥之間的間距以上是對(duì)各種形式的大傾角帶式輸送機(jī)的防滑問題進(jìn)行的簡(jiǎn)單介紹，而本次設(shè)計(jì)采用的是深槽式結(jié)構(gòu)。下面進(jìn)行具體計(jì)算分析。b深槽式大傾角帶式輸送機(jī)物料下滑分析計(jì)算：1、物料的堆積角〔自然坡度角〕與物料內(nèi)摩擦角之間的關(guān)系：如圖4-10所示，從研究散粒體的平衡條件入手來探討其自由外表。用1—1線割出一塊體積V，這塊物料能保持平衡的條件是：VγCosμ0≥VγSin即μ0≥tg本設(shè)計(jì)中取=30°式中：V—物料的體積，米3 —物料的安息角，度μm—物料內(nèi)摩擦系數(shù)μ—物料與膠帶之間的摩擦系數(shù)γ—物料重度，公斤/米3輸送機(jī)傾角β=25°＜μm滿足內(nèi)摩擦條件。圖4-102、物料和膠帶間的受力分析：如圖4-11所示，散料物料在輸送帶中受到水平支持力N、重力W和托輥擠壓力F。正是由于托輥給予物料的挾持力才使得增大了對(duì)物料下滑的摩擦阻力。從而到達(dá)大傾角輸送物料的目的。關(guān)于物料的受力可近似按下式進(jìn)行計(jì)算：2Fsin45°+N=G因膠帶在托輥形成的深槽中受到托輥的作用力，從而使煤也受到由此而產(chǎn)生的挾持力，且膠帶底部水平局部面膠較小，因此可近似認(rèn)為：2Fsin45°=G解得：2F=G其中：G—單位長(zhǎng)度膠帶上的物料重量，Nf—物料受膠帶阻止其下滑的摩擦力f=2Fμ=Gμ要滿足物料不下滑那么要滿足下式：Gμ≥GSinβ+式中：a—輸送機(jī)起動(dòng)加速度，米/秒2β—輸送機(jī)傾角，度解得：a≤〔μ—Sinβ〕g=0.43m/S2前面計(jì)算物料下滑阻力f時(shí)其值偏大，故取實(shí)際最大起動(dòng)加速度amax=amax=0.29m/S2圖4-115斷帶保護(hù)和平安制動(dòng)對(duì)于大型上運(yùn)帶式輸送機(jī)，特別是安裝在巷道內(nèi)的，倘假設(shè)發(fā)生斷帶，就會(huì)導(dǎo)致膠帶和物料下滑，損壞運(yùn)輸設(shè)備，堵塞運(yùn)輸系統(tǒng)等，后果都是極其嚴(yán)重的。近年來，要求在帶式輸送機(jī)上安裝斷帶保護(hù)裝置的用戶越來越多。在上運(yùn)帶式輸送機(jī)上安裝斷帶保護(hù)裝置，對(duì)保證上運(yùn)帶式輸送機(jī)的平安運(yùn)行是很有必要的。在斷帶事故發(fā)生的同時(shí)，斷帶保護(hù)裝置發(fā)生動(dòng)作阻止膠帶下滑，同時(shí)也應(yīng)使驅(qū)動(dòng)裝置及時(shí)得到制動(dòng)，這樣才能使物料和膠帶盡快地得到制動(dòng)?；谏鲜銮闆r，本次專題設(shè)計(jì)著重以斷帶保護(hù)和平安制動(dòng)為主進(jìn)行設(shè)計(jì)。斷帶保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)圖5-1斷帶保護(hù)裝置5.1.1DB型斷帶保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理DB型斷帶保護(hù)裝置由上、下制動(dòng)輪、壓帶輪、清掃器、底架、護(hù)罩、限位開關(guān)、預(yù)壓彈簧〔在設(shè)計(jì)中采用的是拉伸彈簧〕等組成。工作原理：上、下制動(dòng)輪均可繞自身軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶式輸送機(jī)正常工作時(shí)，兩制動(dòng)輪在預(yù)壓彈簧的作用下夾緊膠帶，繞自身軸相對(duì)膠帶做無滑動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)短帶后，膠帶和物料在重力作用下向下滑動(dòng)，初速度為零。這時(shí)，兩制動(dòng)輪都不再繞自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，下制動(dòng)輪與膠帶相對(duì)滑動(dòng)，上制動(dòng)輪在膠帶摩擦力作用下，隨曲柄繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)棣两切∮谥苿?dòng)輪與膠帶摩擦角，所以兩制動(dòng)輪將膠帶越夾越緊，最后將其制動(dòng)。在制動(dòng)膠帶的同時(shí)，限位開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。工作原理如圖17。5.1.2DB型斷帶保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)行斷帶保護(hù)裝置設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題：對(duì)帶式輸送機(jī)來說，膠帶一點(diǎn)不跑偏是不可能的，所以設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮采用防止膠帶跑偏措施外，在結(jié)構(gòu)上還應(yīng)允許膠帶有一定的跑偏量。為了防止膠帶偏出制動(dòng)輪后而導(dǎo)致斷帶保護(hù)失效，應(yīng)將保護(hù)裝置對(duì)稱布置在輸送機(jī)兩邊。只要有一邊起作用，就可到達(dá)斷帶保護(hù)目的。安裝保護(hù)裝置不能影響物料通過。因此制動(dòng)輪不能太寬，盡量向膠帶兩邊布置。制動(dòng)輪前應(yīng)加清掃器，將物料掃向中間。防止α角變化因膠帶是柔性體，膠帶在上制動(dòng)輪壓迫下要繞下制動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，改變?chǔ)两谴笮?。?dāng)α角大于摩擦角時(shí)，保護(hù)裝置就失去作用。所以，用前移制動(dòng)輪設(shè)計(jì)壓帶輪，防止α角增加過大。5.1.3主要參數(shù)計(jì)算5.1.3.1α角確實(shí)定：α角的大小取決于制動(dòng)輪與膠帶之間的摩擦系數(shù)。制動(dòng)輪應(yīng)選用強(qiáng)度高、耐磨性好的材料。本設(shè)計(jì)上、下制動(dòng)輪采用GCr15。鋼對(duì)橡膠的摩擦系數(shù)為μ=0.6～0.9，本設(shè)計(jì)取μ=0.7。摩擦角β=35°本設(shè)計(jì)取α=23°斷帶保護(hù)裝置所受的力，主要是膠帶和物料的下滑力W，按下式計(jì)算：W=g〔Q/V+q0〕LSinβ—g〔Q/V+q0+qg〕LW′Cocβ〔1〕式中：g—重力加速度，m/s2V—帶速，m/sQ—輸送量，kg/sq0—膠帶每米自重，kg/mβ—膠帶輸送機(jī)傾角，度L—保護(hù)裝置安裝組距，m，定為L(zhǎng)=50m把數(shù)據(jù)帶入〔1〕式中得：W=9.8〔33.3+11〕×50×Sin25°－9.8〔33.3+11+40.87〕×50×0.045Cos25°=7473.1NW為每組保護(hù)裝置所受的力。這個(gè)力由上、下制動(dòng)輪直接承受。5.1.3.3制動(dòng)輪外徑與寬度計(jì)算：制動(dòng)輪外徑確實(shí)定，應(yīng)先根據(jù)W，按強(qiáng)度要求計(jì)算出制動(dòng)輪軸徑，然后根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)算直徑。制動(dòng)輪寬度的設(shè)計(jì)，一方面考慮不能阻礙物料通過，不能過寬；另一方面要考慮制動(dòng)輪所夾局部膠帶強(qiáng)度?！?〕制動(dòng)輪軸徑的計(jì)算：首先應(yīng)當(dāng)考慮軸的受力狀況。由于軸上受力是通過上、下制動(dòng)輪來傳遞的，因此先分析制動(dòng)輪的受力狀況。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)知制動(dòng)輪受力圖如下：圖中：F2為下制動(dòng)輪和膠帶間作用力，F(xiàn)2為制動(dòng)的主要作用力。由圖中得：F2=WCtgα=7473.4×2.36=17636.5N摩擦制動(dòng)力：F=μF2=0.7×17636.5=12345.5N＞W(wǎng)因此該裝置能保證膠帶不下滑。下面分析軸的受力：1、上制動(dòng)輪軸見圖紙1—2可知，上制動(dòng)輪軸受的是均布載荷，其中：P===440.9125N/mm=440912.5N/m力矩圖如下：Mmax=405.6Nmδmax=查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得20Cr[δ]=65MN/m2d1=m取d1=45ｍｍ２、下制動(dòng)輪軸：見圖紙１—２可知，下制動(dòng)輪軸受力和上制動(dòng)輪軸受力一樣如下：力矩圖如下：M２max＝440912.5×0.04×0.074=1305.1Nm取d2=65mm此軸做成階梯軸。因?yàn)樽畲罅卦谳S根處，因此軸的尺寸按以下圖所示：〔2〕制動(dòng)輪寬度的計(jì)算因?yàn)橹苿?dòng)輪的安裝是對(duì)稱安裝的，因此按下式計(jì)算：2×5×5×δ≥W取b=4cm〔3〕制動(dòng)輪外徑的計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算得到制動(dòng)輪外徑D=70ｍｍ。5.1.3.4斷帶保護(hù)的布置斷帶的過程是一個(gè)由局部拉裂形成應(yīng)力集中到全部拉斷的緩慢過程，并不是在膠帶某一點(diǎn)會(huì)突然拉斷。所以運(yùn)行的輸送帶很難具體確定斷帶的位置。輸送帶的任何位置都有可能發(fā)生斷裂帶，但是張力大的地方，斷帶的可能性也大。張力小的地方，斷帶的可能性也小。所以斷帶保護(hù)布置應(yīng)沿輸送機(jī)多組布置?？拷读蠞L筒局部，組距要小些，靠近尾部，組距可以大些。5.1.3.5研究斷帶保護(hù)的意義有了可靠的斷帶保護(hù)裝置，不僅可以保證帶式輸送機(jī)平安運(yùn)行，防止斷帶產(chǎn)生的后果。更重要的是，在設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)、選用膠帶時(shí)，可以降低平安系數(shù)，減少設(shè)備投資。我們知道，一條帶式輸送機(jī)膠帶的價(jià)值將近占整個(gè)設(shè)備總價(jià)值的一半。選用膠帶是以強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)，平安系數(shù)往往都在１０左右。尼龍帶那么要大于１０，假設(shè)能將平安系數(shù)降低一定數(shù)值，那麼在膠帶上節(jié)約的設(shè)備投資是相當(dāng)可觀的。我們很少聽說過大型膠帶輸送機(jī)發(fā)生斷帶事故，因?yàn)槲覀冞x用的膠帶強(qiáng)度是相當(dāng)可靠的?？煽康臄鄮ПＷo(hù)出現(xiàn)后，有可能改變傳統(tǒng)選取膠帶規(guī)格的方法。5.2平安制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)平安制動(dòng)裝置是用于機(jī)構(gòu)或機(jī)器使其停止的裝置。有時(shí)也用于調(diào)節(jié)或限制機(jī)構(gòu)或機(jī)器的運(yùn)行速度，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器正常工作的重要部件。電力制動(dòng)〔再生制動(dòng)、渦流制動(dòng)、反接制動(dòng)等〕只能消耗機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的一局部動(dòng)能，減小或限制速度，而不能使運(yùn)動(dòng)停止。而本次設(shè)計(jì)的主要目的是設(shè)計(jì)一個(gè)能在事故發(fā)生后及時(shí)使機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)的制動(dòng)裝置。因而本次設(shè)計(jì)采用機(jī)械制動(dòng)器。具有減速、停止、支持等功能。為了減小制動(dòng)力矩，縮小制動(dòng)器尺寸，通常將制動(dòng)器安裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上或減速器的輸入軸上。某些平安制動(dòng)器那么裝在低速軸或卷筒上，以防止傳動(dòng)系統(tǒng)斷軸時(shí)物料下滑。本設(shè)計(jì)的平安制動(dòng)器是裝在減速器的輸入軸上。按照工作狀態(tài)，制動(dòng)器可分為常閉式和常開式。常閉式制動(dòng)器靠彈簧或重力的作用經(jīng)常處于緊閘狀態(tài)，而機(jī)構(gòu)工作時(shí)，可利用人力或松閘器使制動(dòng)器松閘。與此相反，常開式制動(dòng)器經(jīng)常處于松閘狀態(tài)，只有施加外力時(shí)才能使其緊閘。本次設(shè)計(jì)采用常閉式制動(dòng)器。6膠帶輸送機(jī)的安裝、調(diào)整和維護(hù)6.1安裝 1、首先確定輸送機(jī)的安裝中心線和機(jī)頭的安裝位置，并在頂?shù)装嫔舷鄳?yīng)標(biāo)記出來，機(jī)架中心線對(duì)輸送機(jī)縱向中心線不重合度不應(yīng)超過3mm。2、清理巷道底部，平整驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)頭裝置、張緊裝置的巷道底板，以便安裝輸送機(jī)的固定部件。3、按順序?qū)⑤斔蜋C(jī)各部件運(yùn)至該件安裝處，然后根據(jù)已確定位置按總圖順序安裝。各局部要求沿中心線不要歪斜，整個(gè)機(jī)身要求滿足規(guī)定的直線度。4、安裝后應(yīng)保證各托輥與膠帶接觸良好。5、托輥小車、游動(dòng)小車、重錘張緊車在安裝過程中以及使用時(shí)必須栓保險(xiǎn)繩，栓掛必須牢固可靠，并備有專用絞車供解除重錘張緊車張緊之用。6、各地腳螺栓、連接螺栓應(yīng)牢固可靠，露